Come realizzare un mini generatore eolico con le tue mani?

Un mulino a vento non ha bisogno di carburante o energia solare per generare elettricità. Questa caratteristica fa riflettere molte persone su come costruire una turbina eolica con le proprie mani, perché l'acquisto e l'installazione delle apparecchiature finite è costoso.

Il principio di funzionamento e i tipi di generatore eolico

Puoi creare un mulino a vento da solo solo con una comprensione del suo dispositivo. Il prototipo di questa unità è un vecchio mulino a vento. Con la pressione dei flussi d'aria sulle sue ali, si è messo in moto un albero, che ha trasmesso la coppia all'attrezzatura del mulino.

Nelle turbine eoliche per la produzione di energia elettrica si applica lo stesso principio di utilizzare l'energia eolica per ruotare il rotore:

1. Il movimento delle pale quando esposte al vento fa ruotare l'albero di ingresso con il cambio. La coppia viene trasmessa all'albero secondario (rotore) del generatore, dotato di 12 magneti.Come risultato della sua rotazione, nell'anello dello statore si genera una corrente alternata.
2. Questo tipo di elettricità non può caricare le batterie senza un dispositivo speciale: un controller (raddrizzatore). Il dispositivo converte la corrente alternata in corrente continua, consentendone l'immagazzinamento in modo che gli elettrodomestici possano funzionare senza interruzioni. Il controller svolge anche un'altra funzione: interrompe la carica della batteria in tempo e l'energia in eccesso generata dal mulino a vento viene trasferita alle unità che ne consumano una grande quantità (ad esempio agli elementi riscaldanti per il riscaldamento di una casa)
3. Per fornire una tensione di alimentazione di 220 V, la corrente viene fornita dalle batterie all'inverter, quindi va ai punti di consumo elettrico.

Per garantire che le pale siano sempre nella posizione migliore per interagire con il vento, sui dispositivi della girante è installata una coda, che consente di girare l'elica verso il vento. I modelli di fabbrica di mulini a vento hanno dispositivi di frenatura o circuiti aggiuntivi per piegare la coda o rimuovere le pale dai colpi di vento in condizioni meteorologiche avverse.

Esistono diversi tipi di turbine eoliche, classificandole in base al numero e al materiale delle pale o al passo dell'elica. Ma la divisione principale avviene in base alla posizione dell'asse o dell'albero di ingresso:

1. Il tipo orizzontale implica la posizione del pozzo parallelo al suolo. Tali generatori sono chiamati generatori di palette.
2. Nei mulini a vento verticali, l'asse si trova perpendicolare all'orizzonte e gli aerei si trovano attorno ad esso. I generatori verticali possono essere chiamati ortogonali o a carosello.

Indipendentemente dalla posizione dell'asse di rotazione, il principio di funzionamento dell'unità rimane lo stesso.

I modelli di mulini a vento possono avere un'elica o una ruota eolica di 2, 3 o più pale.Si ritiene che i dispositivi multipala siano in grado di generare corrente con un vento debole e le eliche con 2-3 ali richiedono un flusso d'aria maggiore. Quando si sceglie un modello, è necessario tenere conto dell'importante regola che ogni pala crea resistenza al flusso del vento e riduce la velocità di rotazione, quindi è abbastanza difficile far girare una ruota multipala alla velocità operativa.

Tra le varietà di mulini a vento ci sono quelli a vela e quelli rigidi. Questi nomi si riferiscono al materiale di cui sono fatte le ali. Con l'autoassemblaggio, il tipo di vela sarà più semplice ed economico, ma le pale in materiale plastico (tessuto, film, ecc.) Non sono durevoli e resistenti all'usura.

Opzione verticale

È più facile realizzare un generatore eolico di tipo verticale che orizzontale. Il design non richiede un dispositivo a palette, si trova a un'altezza ridotta (fino a 2 m). Le recensioni di coloro che utilizzano turbine eoliche verticali (centrali eoliche) indicano un leggero rumore durante la rotazione e facilità di manutenzione delle unità di lavoro delle unità. Il generatore si trova nella parte inferiore della struttura e le manutenzioni possono essere effettuate senza dover lavorare in quota o abbassare l'albero a terra.

All'estremità superiore dell'asse è installato un cuscinetto che funge contemporaneamente da albero. Questa parte non richiede praticamente alcuna manutenzione ed è in grado di funzionare per diversi anni senza riparazioni.

A differenza di un mulino a pale, le turbine eoliche verticali non richiedono l'installazione di un albero alto. Funzionano indipendentemente dalla direzione del vento, il che semplifica la progettazione della parte mobile.Per le pale di una turbina eolica compatta, è possibile utilizzare un tubo in PVC di grande diametro (ad esempio un tubo fognario) e un sottile acciaio zincato è adatto per una turbina eolica più potente. Questi materiali sono disponibili per qualsiasi artigiano domestico e sono relativamente economici.

Il design della ruota eolica può essere scelto indipendentemente dalle numerose opzioni disponibili:

• Design Dornier con 2 lame piatte;
• Sistema Savonio a 4 ali semicilindriche;
• mulino a vento multipala ortogonale con 2 file di piani;
• aerogeneratori elicoidali con profilo a pale curve.

Tutti i mulini a vento verticali utilizzano il principio dell'aggregato Savonius. A casa, le lame possono essere realizzate con botti di acciaio o plastica, tagliate a metà nel senso della lunghezza. La caratteristica del design è che l'efficienza dell'unità raggiunge un massimo a una velocità della pala 2 volte inferiore alla velocità del vento. Pertanto, non dovresti provare ad aumentare la velocità per una turbina eolica verticale.

Modelli orizzontali

A differenza dei generatori verticali, le turbine eoliche fatte in casa con un'elica hanno una maggiore efficienza con un aumento della velocità delle pale. Ma numerosi e stretti elementi della vite non contribuiscono a lavorare meglio: con una forte pressione del vento, non hanno il tempo di far girare l'asta a causa del cuscino d'aria formato davanti alla vite.

Le turbine eoliche multipale fai-da-te per una casa sono fatte meglio in aree con venti non troppo forti. Se la forza del vento nella regione supera spesso i 10-15 m al secondo, ha senso costruire un mulino a vento con 2-3 pale. Entrambi i tipi sono in grado di iniziare a lavorare ad una velocità del flusso d'aria di circa 2-3 m al secondo.

Il modello orizzontale richiede l'installazione di un albero alto (6-12 m).Per evitare lavori ad alta quota durante la manutenzione, gli artigiani installano il meccanismo di piegatura più semplice - l'asse - alla base dell'albero. Per la stabilità della struttura con un forte carico di vento, sono necessari dei tiranti strallati per mantenere il rack in posizione verticale.

La gondola con il generatore e l'elica deve essere montata su un cuscinetto e provvista di un piumaggio a paletta in modo che l'elica abbia sempre una posizione vantaggiosa rispetto al vento. I cavi che trasportano corrente devono essere posizionati in modo che non si attorciglino quando la navicella ruota, non interferiscano o si rompano. Pertanto, vengono eseguiti all'interno di un albero tubolare.

Come realizzare un generatore eolico 220V?

I lavori per la creazione di una turbina eolica dovrebbero iniziare con la determinazione della potenza richiesta dell'unità:

• per illuminare più ambienti è sufficiente disporre di un generatore con potenza inferiore a 1 kW; fornirà alimentazione a lampade a incandescenza o a risparmio energetico e inoltre sarà possibile accendere un laptop o una TV alla rete;
• un generatore eolico fatto in casa con una capacità di 5 kW fornirà elettricità agli elettrodomestici (frigorifero, lavatrice, piano cottura, ecc.);
• per trasferire completamente la casa ad una fornitura di energia elettrica autonoma, è necessario un potente generatore con una potenza superiore a 20 kW.

Puoi realizzare tu stesso il generatore o adattare il gruppo corrispondente rimosso dalla vecchia auto. In questo modo è possibile garantire la produzione di corrente fino a 2-3 kW. Per realizzare un generatore eolico fai-da-te da 220 V più potente, dovrai calcolare con precisione il numero di bobine e giri di filo, la dimensione e il numero di magneti sul rotore e i parametri delle ali delle pale.

Design semplice

Per il design più semplice con una potenza di circa 1-1,5 kW, avrai bisogno di:

• generatore per auto (12 V);
• batteria ad acido (12 V);
• pulsante di commutazione (12 V);
• convertitore di corrente 700-1500 V e 12-220 V;
• grande capacità di metallo;
• bulloni, rondelle, dadi;
• fascette per il fissaggio del generatore (2 pz.).

Nella puleggia del generatore dell'automobile, è necessario praticare fori simmetrici per i bulloni. Dividere la circonferenza del contenitore in 4 parti uguali. Lame da taglio:

• sul lato del contenitore, segnare i rettangoli secondo i segni per la divisione del cerchio;
• trova il centro verticale di ogni elemento;
• segnare la parte superiore e inferiore del contenitore con bordi pieni larghi 3-5 cm;
• tagliare il metallo tra i singoli rettangoli fino alla linea dei bordi;
• eseguire dei tagli lungo i bordi superiore e inferiore del markup in modo che il centro del rettangolo rimanga intatto e collegato ai bordi;
• dispiegare ciascuna lama rispetto all'asse centrale;
• determinare il centro del fondo tondo, contrassegnare le posizioni dei fori dei bulloni in base alla loro posizione sulla puleggia del generatore.

Quando si dispiegano le ali, vale la pena determinare la direzione di rotazione della ruota del vento per far emergere le parti necessarie degli aerei. Per garantire lo stesso carico su tutte le lame, è necessario misurare i loro angoli di rotazione.

L'assemblaggio della struttura consiste nell'imbullonare la puleggia del generatore e il fondo della vasca. Successivamente, viene preparata una base per l'installazione di un generatore eolico (un albero costituito da un tubo spesso alto circa 2 m). È più facile fissare il generatore ad esso con morsetti del diametro appropriato. Per caricare la batteria, la corrente del generatore deve essere fatta passare attraverso il raddrizzatore, il collegamento deve essere effettuato utilizzando i circuiti elettrici dell'auto.

Generatore fatto in casa per una turbina eolica a pale

L'unità per un generatore eolico orizzontale può essere assemblata dai mozzi delle ruote di un'auto o può essere utilizzato un motore elettrico da una lavatrice. Per funzionare, dovrai acquistare magneti in neodimio (lega di niobio). È meglio prendere elementi rettangolari.

È possibile determinare il loro numero dal numero di bobine, se viene utilizzato un motore. Per un generatore trifase, il numero di magneti dovrebbe essere 2/3 del numero di bobine e per un generatore monofase dovrebbe corrispondere ad esso. I maestri professionisti consigliano di optare per un generatore trifase.

Quando si utilizza un motore di una lavatrice, i magneti devono essere incollati al rotore del motore. Se si utilizza un mozzo ruota, i magneti vengono posizionati su un cerchio di lamiera d'acciaio dello spessore di circa 5 mm. Durante il montaggio del rotore, seguire le regole:

1. La distanza tra i magneti deve essere la stessa. Gli elementi rettangolari sul mozzo hanno i lati lunghi lungo i raggi del cerchio e sull'albero motore - lungo il suo asse longitudinale.
2. Prima del lavoro, è necessario determinare e contrassegnare i poli dei magneti. Sono installati in modo che gli elementi opposti abbiano polarità diverse. Quando si posizionano i magneti, alternare i poli positivo e negativo delle parti adiacenti.
3. Per mantenere i magneti ben saldi sulla superficie del rotore, si consiglia di riempirli con resina epossidica.

Quando si utilizza l'albero motore come rotore, la parte viene installata al suo posto nell'avvolgimento e l'operatività della struttura viene verificata applicando sonde voltmetriche ai fili e ruotando l'albero con un trapano.

Se viene utilizzato un mozzo, le bobine vengono avvolte indipendentemente dal filo di rame smaltato con una sezione trasversale di 1 mm.Ogni bobina dovrebbe essere composta da 60 giri e avere un'altezza di 9 mm. Le bobine devono essere montate sulla parte piatta del mozzo della ruota.

Per un generatore trifase, collegare le estremità dei fili in questo modo:

• lasciare libero il terminale esterno 1 della bobina e collegare il terminale interno a quello esterno per 4;
• collegare il cablaggio interno di 4 bobine con quello esterno a 7 e proseguire fino in fondo, collegando le parti di avvolgimento ogni 2 pezzi; su quest'ultimo dovrebbe rimanere un'estremità interna libera, facilmente attorcigliabile con l'uscita già lasciata o diversamente marcata;
• ripetere il processo con 2 bobine, collegando i fili secondo lo stesso principio ogni 2 elementi;
• fare lo stesso con 3 bobine e il restante scollegato.

Alla fine del lavoro, il master avrà 6 pin separati. L'avvolgimento deve essere riempito di resina epossidica e asciugato.

Quindi, nel cuscinetto del mozzo, è necessario bloccare l'albero, su cui posizionare l'anello del rotore con i magneti. Lo spazio tra i piani delle parti è di 1-1,5 mm. Verificare la presenza di corrente ai terminali, montare il mulino e installarlo sull'albero.

Servizio attrezzature

Durante il funzionamento del mulino a vento, una volta al mese, è necessario eseguire un'ispezione generale degli elementi di fissaggio, controllare lo squilibrio di tensione dell'impianto elettrico, il controller è in buone condizioni e i cavi sono tesi in modo uniforme. Per un funzionamento ininterrotto, una volta ogni 3-4 mesi, vale la pena ispezionare i collegamenti dei terminali della batteria, controllando i livelli dell'elettrolito e dell'olio al cambio del generatore.

L'ispezione annuale prevede il controllo delle superfici delle lame, la determinazione delle prestazioni dei cuscinetti e la loro sostituzione. Durante questi periodi, viene ripristinato anche il livello dell'elettrolito, viene aggiunto olio al cambio. La manutenzione annuale prevede il controllo dell'operabilità di tutti i nodi.

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